层合复合材料中的 I 型和 II 型层间断裂：尺寸效应研究
材料科学
2019-07-24 v1 其他凝聚态物理
摘要
本研究考察层合复合材料的 I 型和 II 型层间断裂行为及相关的尺寸效应。通过对几何缩放的双悬臂梁（DCB）和端部缺口弯曲（ENF）试样进行断裂试验，以理解断裂过程区（FPZ）中内聚应力的非线性效应。结果显示 I 型和 II 型断裂行为之间存在显著差异。研究表明，尽管 DCB 试样的强度按线弹性断裂力学（LEFM）缩放，但 ENF 试样并非如此。小试样表现出明显的伪延性、有限的尺寸效应以及与 LEFM 的显著偏离，而较大试样则表现出更脆的行为，其名义强度的尺寸效应更接近 LEFM 的预测。这种行为源于断裂过程区（FPZ）尺寸相对于试样尺寸较大，须予以认真考虑。研究表明，对于本工作所考察的试样尺寸，忽略 FPZ 的非线性效应会导致断裂能低估多达 55%，且误差随试样尺寸增大而减小。Bažant 的 II 型尺寸效应律（SEL）可非常准确地刻画 I 型和 II 型试验数据。
引用
@article{arxiv.1904.06790,
title = {Mode I and II Interlaminar Fracture in Laminated Composites: A Size Effect Study},
author = {Marco Salviato and Kedar Kirane and Zdeněk P. Bažant and Gianluca Cusatis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.06790},
year = {2019}
}